java基礎-快速排序算法Java實現

快速排序算法Java實現

1 算法概念。
快速排序（Quicksort）是對冒泡排序的一種改進。由C. A. R. Hoare在1962年提出。
2 算法思想。
通過一趟排序將要排序的數據分割成獨立的兩部分，其中一部分的所有數據都比另外一部分的所有數據都要小，然後再按此方法對這兩部分數據分別進行快速排序，整個排序過程可以遞歸進行，以此達到整個數據變成有序序列。
3 實現思路。
①以第一個關鍵字 K 1 爲控制字，將 [K 1 ,K 2 ,…,K n ] 分成兩個子區，使左區所有關鍵字小於等於 K 1 ，右區所有關鍵字大於等於 K 1 ，最後控制字居兩個子區中間的適當位置。在子區內數據尚處於無序狀態。
②把左區作爲一個整體，用①的步驟進行處理，右區進行相同的處理。（即遞歸）
③重複第①、②步，直到左區處理完畢。
4 代碼實現（遞歸方式）

static void quicksort(int n[], int left, int right) {
	int dp;
	if (left < right) {
		dp = partition(n, left, right);
		quicksort(n, left, dp - 1);
		quicksort(n, dp + 1, right);
	}
}

static int partition(int n[], int left, int right) {
	int pivot = n[left];
	while (left < right) {
		while (left < right && n[right] >= pivot)
			right--;
		if (left < right)
			n[left++] = n[right];
		while (left < right && n[left] <= pivot)
			left++;
		if (left < right)
			n[right--] = n[left];
	}
	n[left] = pivot;
	return left;
}

5 代碼實現（非遞歸方式）

package sort.algorithm;
import java.util.Stack;
//快速排序的非遞歸實現，利用系統的棧stack
public class QuickSortNonRecursion {
 public static void main(String[] args) {
	 QuickSortNonRecursion qsnr = new QuickSortNonRecursion();
	 int[] array = {0, 2, 11, 121, 18, 99, 3, 5, 101, 22, 9, 100};
	 qsnr.quicksort(array);
	  for (int i : array) {
			System.out.print(i + "  ");
	  }
	}
			 
	public void quicksort(int[] array) {
		if (array == null || array.length == 1) return;
		//存放開始與結束索引
		Stack<Integer> s = new Stack<Integer>(); 
		//壓棧       
		s.push(0); 
		s.push(array.length - 1); 
		//利用循環裏實現
		while (!s.empty()) { 
			int right = s.pop(); 
			int left = s.pop(); 
			//如果最大索引小於等於左邊索引，說明結束了
			if (right <= left) continue; 
					 
			int i = partition(array, left, right); 
			if (left < i - 1) {
				s.push(left);
				s.push(i - 1);
			} 
			if (i + 1 < right) {
				s.push(i+1);
				s.push(right);
			}
		} 
	}
	//找到軸心，進行交換
	public int partition (int[] data, int first, int end)
	{
		int temp;
		int i=first,j=end;
		if(first<end)
		{
			temp=data[i];
			//當i=j的時候，則說明掃描完成了
			while(i<j)
			{
				//從右邊向左邊掃描找到一個小於temp的元素
				while(j>i&&data[j]>temp)j--;
				if(i<j)
				{
					//將該元素賦值給temp
					data[i]=data[j];
					//賦值後就應該將i+1指向下一個序號
					i++;
				}
					   
				//然後從左邊向右邊開始掃描，找到一個大於temp的元素
				while(i<j&&temp>data[i])i++;
				if(i<j)
				{
					//將該元素賦值給temp
					data[j]=data[i];
					//賦值後就應該將j-1指向前一個序號
					j--;
				}
			}
			//將軸數據放在i位置中
			data[i]=temp;
		}
		return i;
	}
}